國農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與工藝,二十多年來還在探索,研發(fā),反復(fù)實驗?zāi)7?、仿照或?fù)制多項技術(shù)組合城市污水處理技術(shù)與工藝的應(yīng)用。實際現(xiàn)狀:由于模擬組合技術(shù)存在儲多先天性技術(shù)缺陷,在應(yīng)用具有“特殊性”的農(nóng)村生活污水處理中不近人意。污水治理技術(shù)與工藝是多學(xué)科復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)結(jié)合,只有依據(jù)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、機械制造、自動化等科學(xué)原理,在實踐中找出采用該項技術(shù)中發(fā)現(xiàn)存在的問題,技術(shù)創(chuàng)新,破解技術(shù)制約困境、瓶頸。農(nóng)村生活污水處理的難點是他的“特殊性”“個性”,因為是水環(huán)境承載力不同、污水成份規(guī)模不同、自然環(huán)境地理條件不同、群體聚集度不同、經(jīng)濟水平不同、發(fā)展需求不同。總結(jié)所有問題,開發(fā)適宜中國國情的以“物理、化學(xué)法”為主體科技含量高污水處理創(chuàng)新技術(shù)與工藝, 高效低耗、低成本、占地面積小,工藝簡單,操作自動化,5年內(nèi)無需維修檢修。采用該技術(shù)與工藝,二十多年安全穩(wěn)定運行至今的實例工程,各項技術(shù)指標(biāo)參數(shù)、數(shù)椐可用實際案例論證它的,實用性、適宜性、效益性、推廣性。創(chuàng)國內(nèi)水環(huán)境治理一項新的技術(shù)路線。
一、農(nóng)村生活污水的“特殊性”“個性”
國內(nèi)村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)與工藝以生物活性污泥法為主,占90%以上,工藝選擇有較強的慣性復(fù)制特點。模仿組合傳統(tǒng)城市污水處理技術(shù)與工藝本來就存在著先天性設(shè)計的技術(shù)缺陷(全國大多污水處理廠都在提標(biāo)改造二次投入),而且農(nóng)村生活污水與城市生活污水有著許多不同節(jié)點,這幾個不同點顯示出他的“特殊性”“個性”,制約、困擾采用生化活性污泥法類型處理農(nóng)村生活污水技術(shù)與工藝。農(nóng)村生活污水處的“特殊性”“個性”如下:
1、污水水量:污水水量小波動大,流量時間點差異大,量小無慣性水體敏感,有時斷流。流量不穩(wěn)定,單元操作調(diào)整不易控制,擾亂單元運行流程,污水?dāng)嗔魇股到y(tǒng)混亂。
2、污水水質(zhì):污水水質(zhì)濃度變化差異大。進入污水處理系統(tǒng)時不確知有機物污染因子濃度多少?如碳源的需求、溶解氧需求、曝氣時間、過氧所需停留時間等因素,不能有效操作調(diào)解污水處理單元工藝參數(shù)。是造成生物活性污泥法處理污水技術(shù)與工藝效果低下主要原因之一。
3、環(huán)境溫度:適宜的水體溫度是決定微生物有效去除污染因子的關(guān)建,零上26-32度最佳,零至8度微生物無活性,無法繁衍,零度以下時微生物死亡,系統(tǒng)癱瘓。這是所有采用生物活性污泥法處理污水技術(shù)與工藝設(shè)計中先天性技術(shù)缺陷。
4、含油廢水:在特定時期間段,生活污水含有超過生物法處理技術(shù)與工藝限值的動、植物油,無設(shè)除油設(shè)施,會對微生物造成致命傷害。
5、病毒污水:在發(fā)生以水為媒介的病毒,首先要消毒殺毒的同時,以生物活性污泥法處理污水中所需微生物也被殺死,設(shè)施無法運行。
6、二次污染:微生物在生化反應(yīng)后,形成一部份二氧化碳、氧化亞氮、臭氧等轉(zhuǎn)化為有毒氣體,或生物反應(yīng)過程中光化學(xué)反應(yīng)形成的有毒有害氣體(氣溶膠),造成二次污染。
7、缺少設(shè)施:無設(shè)綜合池,無設(shè)故障池,當(dāng)發(fā)生故障或設(shè)備檢修時停機,在啟動時需要長時間的調(diào)試才能運行污水直排。
上述幾點:采用生物活性污泥法技術(shù)與工藝處理農(nóng)村生活污水,由于它的“特殊性”“個性”是國內(nèi)二十多年實踐中所困擾侍破解的技術(shù)難題。
二、生物活性污泥法應(yīng)用待破解的設(shè)計技術(shù)問題
單一的生物活性污泥法處理污水是不能處理達標(biāo)排放,需多項技術(shù)與工藝的綜合才能完成各類指標(biāo)。我國采用該技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)村生活污水處理主要類型,AO、AO2、氧化溝、MBBR、SBR、一體化污水處理等,二十多年的實踐與應(yīng)用,諸多方面存在著科學(xué)原理設(shè)計中的技術(shù)缺陷,主要表現(xiàn)在:物理構(gòu)造、流體動力(CED)、生物學(xué)領(lǐng)域,并且相互關(guān)連緊密。在實踐中找出設(shè)計中的技術(shù)缺陷如下。
1 、AO工藝: AO工藝是改良活性污泥法,由于設(shè)計的結(jié)構(gòu)技術(shù)缺陷,佈水設(shè)計不科學(xué)呈線流,流體在缺氧、好氧池中物理結(jié)構(gòu)凈化過程中有死角,降解、分解過程中長期存在死泥、死水,降低去除率,沒有設(shè)計活性泥回流設(shè)施,去除的污染物各項指標(biāo)達不到國家一級A排放要求。
2、AO2工藝:為提高污染物去除率,是在AO工藝增加兩個單元,占地面積增大,投資運行成本增高,該工藝受進出水水質(zhì)影響因素較大,如:受到泥齢、回流污泥中溶解氧和硝酸鹽氮的限制,P H、DO、溫度、污泥濃度、泥齢他們相互關(guān)系緊密又相互制約,缺氧、缺氧、過氧三項不同環(huán)境條件和不同種類生物菌群的有效配合,運行調(diào)試無準(zhǔn)確數(shù)據(jù),憑目測經(jīng)驗操作,采用AO2工藝需要有良好的運維管理,否則達標(biāo)率很低。
3、氧化溝工藝:工藝需要,設(shè)計的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致占地面積大,水力流體在物理構(gòu)造中不能有效的完成,好氧區(qū)與缺氧區(qū)溶解氧的濃度,非常難準(zhǔn)確加以控制,調(diào)控不當(dāng),除氮有限,除磷不起做用。當(dāng)碳水化合物較低,N、P含量不平衡,PH值偏低,污泥負荷過高,溶解氧不足,溫度低代謝變慢,是造成污泥澎脹主要原因。易造成泡未因素,是無設(shè)除油設(shè)施,油脂危害微生物繁衍,油量過大污泥可與油同時上浮?;旌弦菏窃谝欢魉贉蟽?nèi)循環(huán)流動,流速不勻,造成污泥沉積。該工藝BOD濃度低的水質(zhì),沒有處理能力,并較多的大腸桿菌散發(fā)至空中。氧化溝工藝,實踐中無法達到國家?定的污水處理一級A排放標(biāo)準(zhǔn),提標(biāo)改造二次投資都在進行中。
4、MBBR工藝: 這是近十來年推廣的一種新工藝,
(1)由于設(shè)計的物理結(jié)構(gòu)、流體動力等存在技術(shù)缺陷,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中存在死區(qū),死角,供水、佈水、氣水比、曝氣量、流化等呈定性概念,缺?定量參數(shù),流化均勻只能通過肉眼識別。單憑人為調(diào)整難度大,自控體系難度更大。
(2)懸浮載體流化過程在好氧區(qū)中,氣、液、固(載體)、固(污泥)多相流,水力、流體模以難度更大,運行中難以掌握相對動態(tài)
規(guī)律。(3)
篩網(wǎng)易堵或破損,進水條件要求高,進水大超過設(shè)計范圍,造成篩網(wǎng)加劇磨損,SS不宜大于60mg/L。
(4)受各類技術(shù)條件與環(huán)境影響,易膜污染,膜壽命短,生物掛膜不均勻,過厚,結(jié)團,清膜麻煩,膜材料在短期內(nèi)更換增加投資運維成本。
5、SBR工藝:SBR百年水環(huán)境治理技術(shù)與工藝,在實踐中存在的缺點:(1)間歇周期支運行,
自動化控制要求高。(2)排水時間短,需專用排水設(shè)備”潷水器“,他的質(zhì)量要求高,后處理設(shè)施設(shè)備要求大。(3)污水提升水頭損失較大。(4)不設(shè)初沉池易產(chǎn)生浮渣。(5)脫氮除磷效果不高。
6、一體化工藝:一體化污水處理設(shè)備工藝有許多種,國內(nèi)采用主要有兩類,將活性污泥法和生物膜法工藝設(shè)計集成化一體,在農(nóng)村生活污水“特殊性”“個性”條件下,在污性污泥法與生物膜法存在先天性設(shè)計技術(shù)缺陷與待破解技術(shù)難題條件下,在設(shè)計中的物理結(jié)構(gòu)不合理和流體、動力、生物生化反映之間相互關(guān)連因素不完善條件下,在實踐中是達不到所設(shè)想科學(xué)目標(biāo)。而且不能長期穩(wěn)定運行達標(biāo)排放,
在后期運行管理還會出現(xiàn)(1)污水處理量小費用高,(2)對環(huán)境條件適應(yīng)差,水量小對環(huán)境反映敏感,防熱,防凍,北方必須做防寒。(3)設(shè)備出現(xiàn)故障,不方便檢修與更換,維修困難。(4)調(diào)試,運行調(diào)整無準(zhǔn)確技術(shù)參數(shù),只能用肉眼及實際經(jīng)驗。(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計不佳,存在死區(qū)死角的沉泥無法排出,(6)發(fā)生故障,維修換件、停運等情況下,污水長時間直排。
注:生物活性污泥法類各種技術(shù)與工藝有同一共性,受限于地理環(huán)境溫度條件。用科學(xué)原理在實踐中查找到國內(nèi)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)問題所在,是破解技術(shù)難題的基礎(chǔ)。
三、“物理、化學(xué)”法工藝處理村鎮(zhèn)生活污水技術(shù)
以“物理、化學(xué)”法為主體新技術(shù)與工藝,應(yīng)用在農(nóng)村生活污水處理領(lǐng)域,可破解當(dāng)今國內(nèi)現(xiàn)實的先天性技術(shù)缺陷,設(shè)計缺陷,農(nóng)村生活污水具有的“特殊性”“個性”,及自然環(huán)境地理條件、經(jīng)濟水平、發(fā)展需求不同等。它的設(shè)計理念,將“物理、化學(xué)”、生物學(xué)、“流體、動力”(CED)、機電一體化、土木建筑等,最佳完美精確結(jié)合,科技含量高。該技術(shù)應(yīng)用二十多年在實踐中達到水環(huán)境治理設(shè)計最佳效果,工藝流程簡短,投資小、占地面積小、高效率,低能耗、自動化控制、連續(xù)安全穩(wěn)定運行達標(biāo),無故障,5年內(nèi)無需檢修、維修,可隨時關(guān)停,不受新時代產(chǎn)生的病源微生物污水影響。此技術(shù)在水環(huán)境治理領(lǐng)域非常適宜我 國國情,國內(nèi)推廣應(yīng)用可開拓一新的技術(shù)路線。
技術(shù)優(yōu)勢如下:
1 、工藝與技術(shù)優(yōu)勢:“物理、化學(xué)”法污水處理工藝流程。一體化綜合調(diào)解干化泥池 →高效鈄管沉淀池→絮凝器(加藥罐、加藥泵)→氣浮機(空氣壓縮機)→達標(biāo)排放或中水回用。設(shè)計科學(xué),將物理學(xué)、動力流體學(xué)、化學(xué)反映最佳完美組合,流程簡短,各單元自動安全穩(wěn)定完成功能,平均處理一噸污水只需5--20分鐘,主要污染物去除率如下:cod、83、4% Bod 80%, ss、92、6%,氨氮、79%,總氮80%,磷85%,動值物油石油類95、4%,色度70%。全封閉式無二次污染,破解農(nóng)村生活污水“個性”“特殊性”處理技術(shù)瓶頸,達到高標(biāo)準(zhǔn)的高效率,低投入,低能耗,自動化控制,連續(xù)運行無故障,5年內(nèi)無需維修、檢修,占地面積只需生物活性污泥法工藝的4份之一,運行日處理1500噸污水只需一人巡視。污水中含有各類病毒消毒時處理,效果便佳。
2、各單元技術(shù)優(yōu)勢 :污水進入處理環(huán)節(jié),各單元功能全部自動完成,各單元科學(xué)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計,依據(jù)流體動力學(xué)、化學(xué)原理,將污水在處理過程中所需條件,流體、動態(tài)、靜態(tài)、推流、穩(wěn)流、紋流、化學(xué)反映、絮凝、除渣、排泥等是在一定相對穩(wěn)壓狀況下自動完成污水處理全過程。
3、一體化綜合池:一體化綜合調(diào)解污泥干化池,是將格柵、、污水綜合調(diào)解、污泥干化建成一體,兼用事故池。結(jié)構(gòu)設(shè)計為長方形,上部建有沙濾池滲濾干化沉泥與浮渣,底部設(shè)有V型排泥溝,池內(nèi)設(shè)佈水堰、上下穩(wěn)流隔柵、阻流上下隔柵、將物理結(jié)構(gòu)、流體動力學(xué)完美結(jié)合,完成初步沉降、ss分離,調(diào)節(jié)水質(zhì)均衡,調(diào)節(jié)水量污水在均、緩、穩(wěn)狀態(tài)下完成單元功能。該設(shè)計模塊化結(jié)構(gòu),占地面積小,節(jié)省土建投資,一池多功能,能有效去除一部份污染因子,同時也分離出大部分動植物油、石油類 。保障下單元所需條件。
4、高效鈄管沉淀池:設(shè)計原理為物理重力法凈化,分離比重大的SS,去除80%以上的動植物油、石油類浮油、散油,30%以上i不可溶解的cod,及重金屬類污染因子等。懸浮物、浮油調(diào)解水位差自動溢出,沉淀物及污泥重力差自動排出。結(jié)構(gòu)設(shè)計,長方漏斗形,內(nèi)部設(shè)置(1)上下隔板、(2)佈水板、(3)鈄管填料、(4)深度穩(wěn)流板、(5)溢流板、侍凈化流體經(jīng)結(jié)構(gòu)各部無死區(qū),死角,凈化區(qū)流體呈推流相對靜態(tài)下完成凈化全過程,凈化后的水由最底部反向高位出水,保持衡定重力差,確保安全穩(wěn)定功能。
5、絮凝器單元:絮凝器及強氧化單元,由加藥泵、加藥罐、絮凝器三部份組成,設(shè)計的技術(shù)核心絮凝器,采用管式集化學(xué)反映與絮聚一體化結(jié)構(gòu)緊湊,無需動力的絮凝器。功能:(1)污水與化學(xué)試劑100%在管內(nèi)迂回均勻混合,依靠重力原理,使終保持衡定自然壓差。無需任何動力完成均混與絮凝過程。(2)污水與化學(xué)試劑充分混合的同時,保證化學(xué)反映時間,根據(jù)需要可調(diào)整。(3)長期無堵塞運行,采用防腐材料,有良好的抗腐性及抗老化性。(4)試劑湊加混合及化學(xué)反映全過程封閉,無二次污染。
6、氣浮機單元:高科技設(shè)計的氣浮機,將“物理結(jié)構(gòu)”“動力流體”“化學(xué)”學(xué)原理最佳組合,在實際凈化過程中取得最好效果,它的技術(shù)特點可破解當(dāng)今國內(nèi)多項先天性技術(shù)缺陷、技術(shù)瓶頸。設(shè)計結(jié)構(gòu)長方漏斗形各部功能一體化,自動完成凈化全部流程,設(shè)施小、效率高,平均處理一噸污水只需5至15分鐘。技術(shù)特點:(1)均混絮凝100%待處理的污水,全部進入集合總管確保100%氣浮。(2)溶
制造,只需一個高壓水泵和少量的壓縮空氣,?造出5至15微米密實均勻氣泡,100%氣浮時全部污水呈?白狀。(3)溶氣制氣造無需任何輔件,無需反沖洗,無堵塞,無故障,無需維修檢修,無需部件更換。(4)超淺層凈水,下部動態(tài)進水100%氣浮,上部靜態(tài)出水,使浮選體在相對衡定自然壓差狀況下,流體在相對的均勻“穩(wěn)流”“緩流”“推流”靜態(tài)中得以凈化。(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計污水處理過程中無死區(qū),無死角,不會產(chǎn)生沉泥。(6)鏈?zhǔn)阶詣庸卧鼨C,穩(wěn)定除渣不擾動水層,重力法自動排出大顆粒物與沉泥。(7)水體溫度0至45度,污水處理效果無波動。(8)發(fā)生以水為媒介的病毒污水,消毒在處理污水效果更佳。(9)處理可生化性差和不可溶COD及重金屬污染物效果無波動。(10)處理后的凈水可中水回用。
7、自動控制單元: 可以手動或自動對系統(tǒng)各個單元進行操作,包括化學(xué)試劑的輸送,空氣壓縮機,氣浮機,刮渣機和污水泵的啟停,調(diào)解和事故處理。各單元控制系統(tǒng)設(shè)在一個總控制柜,按工藝流程操作須序排例運行控制機關(guān),并設(shè)總控和緊急事故開關(guān)。
結(jié)束語
高效“物理、化學(xué)法”處理污水技術(shù)與工藝,做為國內(nèi)多年前開發(fā)出科技含量高新技術(shù)已應(yīng)用在遼寧、新疆,遼寧錦州機務(wù)段污水處理工程案例,安全穩(wěn)定連續(xù)運行二十多年。成熟技術(shù)經(jīng)受住水環(huán)境治理各項條件、規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)要求。各項指標(biāo)、數(shù)椐長期檢測真實可靠,該技術(shù)與工藝應(yīng)用可破解當(dāng)前國內(nèi)污水治理存在的先天性技術(shù)缺陷、瓶頸、難題。該技術(shù)推廣,創(chuàng)造我國自主民族品牌的新的技術(shù)路線。
附圖:
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